工业锅炉6章-锅炉水循环及汽水分离

1、工业锅炉2第一节 锅炉水循环1. 自然循环的基本原理汽包下降管水冷壁（上升管）联箱循环推动力：两侧密度差亚临界压力以下组成特点第六章 锅炉的水循环及蒸汽品质（二）自然水循环的运动压头1 运动压头：自然循环回路的循环推动力叫做循环运动压头，等于回路各部分的总压头。2 运动压头的三要素：饱和汽和饱和水的密度、上升管中的含汽率、循环回路的高度。 3 有效压头：运动压头减去上升管侧阻力是有效压头，在数值上等于下降管侧阻力。 （三）上升管中工质的流动1管中汽水两相流的流型：单相水、汽泡状流、弹状流、环状流、环状带液滴流、液雾流、单相汽。2在自然循环锅炉的水冷壁中，最多是弹状流。 3传热区域：液体对流传热

2、、过冷沸腾、饱和核态沸腾、强制水膜对流传热、含水不足、蒸汽对流传热。（四）自然水循环工作的可靠性指标1循环流速：水在饱和温度下按上升管入口截面计算的水流速称循环流速。2循环倍率：进入上升管中的循环水量G与上升管中产生的蒸汽量D之比。计算公式为：思考：K值大小对锅炉水循环的影响？K值越大，对水冷壁的冷却效果好，但过大，不能满足蒸发率的要求。（五）自然水循环常见的故障常见的水循环故障有循环停滞、循环倒流、下降管带汽。1循环停滞原因：密度差等于回路阻力2循环倒流原因：汽包引入管重位差大于回路压差3下降管带汽原因：下降管受热；下降管入口自汽化；水进入下降管时带汽；压力降低锅水自汽化8二. 控制循环汽包

3、下降管循环泵水冷壁（上升管）联箱循环推动力：循环泵密度差亚临界压力组成特点与自然循环锅炉不同，采用低压头循环泵、内螺纹管水冷壁技术。思考：循环泵、内螺纹管作用？循环泵增大循环流动的动力；内螺纹管预防水冷壁内发生膜态沸腾。101. 作用第二节 锅炉受热面与受热面和管道连接增加蓄热能力汽水分离改善蒸汽品质安全附件保证锅炉安全运行n下降管、水冷壁和过热器连接中枢n 省煤器给水进入n 汽水混合物引入n 饱和蒸汽过热器n汽水分离、蒸汽清洗、排污等112. 结构l圆筒形容器筒身：钢板卷制封头：钢板模压l内部上半部：蒸汽空间蒸汽净化装置下半部：水容积汽水分离装置122. 结构l尺寸长2528m（锅炉容量、宽

4、度）直径17001800mm（锅炉容量、汽水分离装置）厚度130200mm（汽包压力、直径）l开孔沿长度开孔，焊管座连接给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管、排污管等封头开孔椭圆或圆形人孔安装和检修l布置横置炉外不受热、保温13l高压和超高压锅炉汽包1-汽包 2-内置旋风分离器3-清洗水配水装置4-蒸汽清洗装置5-波形板6-顶部孔板14l亚临界自然循环锅炉汽包1-旋风分离器2-疏水管3-顶部孔板4-波形板分离器5-给水管6-排污管7-事故放水管8-汽水夹套9-下降管10-加药管不设置蒸汽清洗装置汽包下部设置汽水混合物夹层153. 特点l 强度计算选择汽包材料和壁厚l 安全阀限制汽包的工

5、作压力l 限制汽包上下壁和内外壁温差（ 4050）l重量和体积大l工作压力高l筒壁温度场不均匀产生热应力181. 作用（二）水冷壁l 水的蒸发受热面（上升管）l 吸收高温火焰辐射热l 水蒸汽l 降低炉膛出口烟温防止结渣l 降低炉墙内壁温度l位置：炉膛四周内壁192. 结构内螺纹（扰流）管水冷壁光管膜式水冷壁销钉式水冷壁销钉水冷壁销钉膜式水冷壁炉膛气密性好辐射受热面积大，降低金属耗量炉墙重量轻，便于悬吊防止管壁超温工质在管内强烈扰动推迟膜态沸腾避免管壁超温用于高负荷区域膜式水冷壁焊制鳍片膜式水冷壁轧制鳍片膜式水冷壁外径5060mm相对节距1.051外径3870mm相对节距1.21.5扁钢厚度56

6、mm202. 结构光管焊制鳍片膜式水冷壁轧制鳍片膜式水冷壁212. 结构膜式水冷壁232. 结构销钉25内螺纹水冷壁管（三）下降管作用：把汽包中的水连续不断送往下联箱供给水冷壁，维持水循环。（四）联箱作用：汇集、混合、再分配安装有定期排污装置和膨胀指示器。（五）循环泵作用：强化水循环311. 作用（三）下降管和联箱下降管 将汽包中的水送往下联箱 维持正常的水循环2. 分类小直径分散下降管大直径集中下降管108159mm流动阻力大数量多（40根以上）325428mm流动阻力小数量少（6根左右）节省钢材联箱：工质集中混合（汇集）均匀分配（分配）351. 蒸汽品质二、蒸汽净化（1）含义：单位质量蒸汽

7、含有的杂质，g/kg盐类：钠盐SiO2（主要杂质）+碱类气体：O2、N2、CO2、NH3 （少量）（2）杂质类型盐类（3）杂质危害过热器：流动阻力增加，超温阀门：失灵，漏汽汽轮机：喷嘴和叶片粗糙气体腐蚀CO2参与沉积361. 蒸汽品质（4）蒸汽品质要求火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T 12145-2008蒸汽压力（MPa）含盐量（Na+） （g/kg）二氧化硅SiO2（g/kg）5.915.652015.718.3520 18.3310371. 蒸汽品质（4）蒸汽品质要求火电厂汽水化学导则DL/T 805.1-2004蒸汽压力（MPa）含盐量（含钠量Na+） （g/kg）二氧化硅Si

8、O2（g/kg）凝汽式电厂热电厂 6 10 20382. 蒸汽污染的原因（1）杂质来源给水含杂质蒸发炉水杂质（2）污染原因机械携带选择性携带饱和蒸汽带水蒸汽溶盐饱和蒸汽携带含盐浓度较大的锅水水滴饱和蒸汽具有直接溶解盐的能力蒸汽对不同盐分的溶解能力不同汽包炉SiO220g/L直流炉SiO215g/L39a. 机械携带原因汽水混合物进入汽空间冲击水面冲击部件相互冲击水滴飞溅进入汽空间饱和蒸汽带水汽水混合物进入水容积汽泡穿层溅出水滴进入汽空间汽泡破裂40b. 选择性携带原因（1）原因：蒸汽具有直接溶解盐分的能力（2）特点选择性：不同盐分在蒸汽中的溶解能力不同压力相关：压力增加溶解能力增加蒸汽状态：饱

9、和蒸汽和过热蒸汽均可溶盐413、净化措施汽水分离降低饱和蒸汽带水（机械携带）蒸汽清洗降低蒸汽溶盐（选择性携带）排污降低炉水含盐量水处理提高给水品质42（一）汽水分离l基本思路消除汽水混合物的动能（防止水滴粉碎）蒸汽沿空间水平截面均匀分布（降低蒸汽上升速度）从蒸汽中分离细微水滴（利用密度差）l分离原理重力分离惯性分离离心分离43l分离装置挡板：惯性分离水下孔板：重力分离旋风分离器：离心分离和重力分离波形板：水膜分离、离心分离和重力分离顶部均汽板：重力分离粗分（一次分离）：汽水混合物分离细分（二次分离）：蒸汽携带的细微水滴分离44旋风分离器原理 汽水混合物切向进入旋转水滴抛向筒壁并沿筒壁流下蒸汽由中心上升防止贴筒水膜被撕破水稳定地流入汽包水容积中防止水向下排出时将蒸汽带出45顶部孔板波形板（百叶窗）进口挡板50（二） 蒸汽清洗l清洗原理利用含盐低的清洁给水与含盐量高的蒸汽接触蒸汽中溶解的盐分转移到清洁给水中l清洗装置喷淋水膜穿层钟罩平板52l影